МУ к ДЗ №1 (1245081), страница 6
Текст из файла (страница 6)
В дальнейшем в тексте символом «+» будетобозначаться раскрытие дерева структуры щелчком левой кнопки— появлениемыши по соответствующему названию, значкомокна диалога «выбор элементов» в графическом окне, символом M— главное меню;• панель управления — дополнительную настраиваемую пользователем панель с кнопками управления. В дальнейшем в текстепособия панель управления будет обозначаться символом T;• графическое окно, которое служит для отображения геометрической модели, результатов расчета. В дальнейшем в текстепособия графическое окно будет обозначаться символом G;• панель управления графическим окном, которая служит дляизменения представления объекта в графическом окне. В дальнейшем в тексте пособия панель управления графическим окном будетобозначаться символом D;Дополнительно на экране монитора в свернутом виде открывается окно ANSYS Output Window, в котором отображаются в видекоманд ANSYS все действия, осуществляемые в процессе работыс графическим интерфейсом, и в дальнейшем процесс решения.2.4.5.
Исходные данные для расчетаТиповая конструкция стального гидравлического цилиндра(гидроцилиндра) плунжерного типа с опорой на фланец изображена на рис. 2.8, а (левая часть проекции), расчетная схема — на рис.2.8, б (правая часть проекции).Считаем, что давление жидкости на стенки гидроцилиндра действует по всей внутренней поверхности, значения ширины зазоровв местах посадки в траверсу превышают значения ширины радиальных деформаций.
В учебных целях упрощаем сечение гидроцилиндра, исключая отверстия для подачи рабочей жидкости,внешние приливы в местах посадки в траверсу, а также расточкипод уплотнения и крепление гидроцилиндра.42Рис. 2.8. Принципиальная (а) и расчетная (б) схемы гидроцилиндра:1 – плунжер; 2 – станина; 3 – гидроцилиндр2.4.6. Последовательность анализа упругих деформаций,возникающих в гидроцилиндре, с помощью МКЭи программы ANSYS ED 9.0Для анализа упругих деформаций, возникающих в гидроцилиндре, с помощью МКЭ и программы ANSYS ED 9.0 необходимовыполнить перечисленные ниже действия.1. Создать модель гидроцилиндра в среде ANSYS ED 9.0.1.1. Определить тип задачи.1.1.1.
Выполнить командуM:Preferences. . .1.1.2. Щелкнуть левой кнопкой мыши по пункту менюStructural, нажать экранную кнопку OK.В результате действий, выполненных в соответствии с п. 1.1,будет выбрана статическая задача механики деформируемого твердого тела.1.2. Построить геометрическую модель гидроцилиндра. Припостроении модели следует учесть, что в ANSYS координата x43соответствует координате ρ в цилиндрической системе координат,координата y — координате z, координата z — координате θ.1.2.1.
Вычислить координаты ключевых точек. В качествеключевых точек удобно использовать точки пересечения прямыхлиний сечения цилиндра без учета галтелей. Система координати основные размеры, определяющие координаты ключевых точек,приведены на рис. 2.8, б.1.2.2. Построить ключевые точки.1.2.2.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:OnM: + Preprocessor + Modeling + Create + KeypointsWorking Plane.1.2.2.2.
В поле открывшегося окна Create KPs on WP ввести с клавиатуры пары координат (ρ, z) точек через запятую (например: 110, 130). Ввод каждой пары координат завершать нажатием клавиши Enter на клавиатуре.1.2.2.3. После ввода последней пары координат нажатьэкранную кнопку OK. Ниже приведен пример ввода координатключевых точек для гидроцилиндра, изображенного на рис. 2.8, б:80, 0 Enter150, 0 Enter150, 50 Enter120, 50 Enter110, 130 Enter110, 310 Enter0, 310 Enter0, 250 Enter80, 250 Enter1.2.2.4. Если точек не видно на графическом экране, обновить информацию в графическом окне U с помощью команды:Plot → Replot.1.2.2.5.
Для удаления неправильно построенных изображений воспользоваться командой M: + Preprocessor + Modeling ++ Delete. . .1.2.2.6. Сохранить данные командой T: Save_DB. Препроцессор ANSYS не предусматривает отмены действий при вводеданных, поэтому при неправильном вводе приходится возвращаться к сохраненной базе данных.
Кнопка Save_DB позволяет сохранить базу данных, кнопка Restore_DB — загрузить сохраненную44базу данных. Все введенные данные будут храниться в файле срасширением db.1.2.3. Построить линии, ограничивающие сечение гидроцилиндра.1.2.3.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:M: + Preprocessor + Modeling + Create + Lines + Lines StraightLine.1.2.3.2. С помощью курсора и левой клавиши мыши выбрать точки, определяющие начало и конец линии. Повторить этуоперацию для всех линий сечения.
Нажать экранную кнопку OK.1.2.4. Выполнить скругления.1.2.4.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:M: + Preprocessor + Modeling + Create + Lines Line Filet.1.2.4.2. С помощью курсора и левой клавиши мыши выбрать линии, определяющие угол, подлежащий скруглению.1.2.4.3. Нажать экранную кнопку OK.1.2.4.4. В поле RAD появившегося окна ввести необходимый радиус скругления.1.2.4.5.
Нажать экранную кнопку Apply.1.2.4.6. Повторить операцию скругления для других линий.1.2.4.7. Нажать экранную кнопку OK.1.2.5. Создать область по граничным линиям.1.2.5.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:M: + Preprocessor + Modeling + Create + Areas + ArbitraryByLines.1.2.5.2. С помощью курсора и левой клавиши мыши последовательно выбрать все линии, определяющие область поперечного сечения цилиндра.1.2.5.3. Нажать экранную кнопку OK; созданная областьзакрашивается однотонным цветом.1.2.5.4.
Для отображения всех построенных графическихпримитивов (в том числе ключевых точек) воспользоваться командой U: Plot → Multiplots.451.3. Определить тип и свойства элементов.1.3.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:M: + Preprocessor + Element type Add/Edit/Delete.1.3.2. Нажать кнопку Add (добавить новый тип элемента).1.3.3. Выбрать Structural solid в библиотеке элементов (левое окно).1.3.4. Выбрать Quad 4 node 42 в правом окне.1.3.5. Нажать экранную кнопку OK.1.3.6. Нажать кнопку Options (свойства элемента).1.3.7. Выбрать для опции К3 значение Axisymmetric (осесимметричное напряженное состояние).1.3.8. Нажать экранную кнопку OK.1.3.9. Нажать экранную кнопку Close.1.3.10. Сохранить данные командой T: Save_DB.1.4. Задать свойства материала (линейный изотропный материал с постоянными свойствами).1.4.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:M: + Preprocessor + Material props Material Models.1.4.2.
В появившемся окне последовательным открытием папок Structural>Linear>Elastic выявить доступные линейноупругие модели для анализа задач механики деформируемого твердоготела.1.4.3. Двойным щелчком выбрать изотропную Isotropic модель.1.4.4. В открывшемся окне ввести 2E5 в поле ЕХ (модульупругости — в МПа).1.4.5. Ввести 0.3 в поле PRXY (коэффициент Пуассона).1.4.6.
Нажать экранную кнопку OK.1.4.7. Закрыть окна традиционным для Windows способом1.4.8. Сохранить данные командой T: Save_DB.1.4.9. Сохранить созданную модель в отдельном файле(например, model.db) командой U: File → Save as.1.5. Выполнить разбиение модели на конечные элементы.Все операции по разбиению на конечные элементы удобно проводить с помощью специального окна Mesh Tool (в дальнейшемвызов этого окна будем обозначать M_T), вызываемого командой:M: + Preprocessor + Meshing MeshTool.461.5.1. Задать тип, свойства и параметры элементов, на которые будет разбит объект.1.5.2.
Последовательно выбрать следующие пункты меню:M_T: раздел Element Attributes.1.5.3. Выбрать пункт Areas (области).1.5.4. Нажать экранную кнопку Set (установить).1.5.5. Нажать экранную кнопку Pick All (выбрать все).1.5.6. Нажать экранную кнопку OK.1.5.7. Определить размеры элементов.1.5.7.1. С помощью мыши активизировать функцию SmartSize(использовать автоматическое разбиение).1.5.7.2.
С помощью горизонтального лифта установитьзначение 4 или 5 (значение 1 — для мелкой сетки, 10 — для грубойсетки). Лучше выбирать более мелкую сетку, однако в данном случае мы ограничены возможностями учебной версии программы.1.5.8. Выбрать форму элементов, метод разбиения и выполнить разбиение объекта.1.5.8.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:M_T: раздел Mesh.1.5.8.2.
Выбрать пункт Areas.1.5.8.3. В разделе Shape (форма) выбрать пункты: Quad(прямоугольные элементы), Free (нерегулярная сетка).1.5.8.4. Нажать кнопку Mesh.1.5.8.5. Нажать кнопку Pick All. Дополнительного измельчения сетки вблизи концентраторов напряжений можно добиться,используя раздел Refine окна Mesh Tool с последующим выбором линий галтельных переходов.
Однако следует предварительносохранить базу данных, поскольку измельчение сетки может привести к превышению ограничений на количество элементов дляучебной версии.1.6. Задать граничные условия.1.6.1. Задать граничные перемещения.1.6.1.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:M: + Preprocessor + Loads + Define Loads + Apply + Structural ++ Displacement On Lines.1.6.1.2.
Выбрать опорную поверхность фланца.471.6.1.3. Нажать экранную кнопку OK.1.6.1.4. В поле Lab2 DOFs to be constrained выбрать UY.1.6.1.5. В поле VALUE задать 0.1.6.1.6. Нажать экранную кнопку OK.1.6.2. Задать внешние нагрузки.1.6.2.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:M: + Preprocessor + Loads + Define Loads + Apply + Structural ++ Pressure On Lines.1.6.2.2. Выбрать линии сечения, по которым действует давление (внутренняя часть цилиндра).1.6.2.3. Нажать экранную кнопку OK.1.6.2.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
